面積7.43ha、周囲1.7kmの日本一のとんぼの生息地。67種類（日本にいるとんぼの全種類の約3分の1）の生息が確認されています。また、野鳥や水生植物の宝庫でもあり、静岡県自然環境保全地域に指定されています。
　また、沼の入口一帯を埋め尽くす黄色いじゅうたんは、春の桶ケ谷沼の代名詞です。